1。2无功优化问题特性及其原则论文网

1。2。1无功优化问题特性

由于我国配电网供电面积大，供电点多，虽然多年的电网改造使得电能质量有了巨大的改变，但是局部地区仍然存在线路末端电压低、功率损耗大等问题。传统的经验以及方案比较基础，相比较粗略的无功补偿配置计算方法已很难满足现代配电网对电压质量的改善和降低线损的要求。无功优化是一个多变量，多约束的混合非线性问题，其特点如下：

（1）现代电网支路节点多且规模庞大;

（2）控制变量包括离散变量和连续变量;

（3）有约束条件的潮流计算方程是典型的非线性方程;

（4）无功优化模型存在多解，具有非凸性，约束为非线性，在离散变量引入后，连续可微条件难以满足，其收敛性基本上由初始点的位置决定。

配电网无功优化的这些特点都使的优化过程以及方法都会变得十分复杂。到目前为止，暂时还没有较为系统科学的无功优化方法。进一步研究配电网无功补偿的优化配制方法对于提高配电网无功管理水平，保证无功平衡、降低电网损耗、电能质量以及提高电网传送能力和电气设备的利用率都具有重要的意义和作用。

由于受到各个方面的原因，长期以来配电网无功配置都存在些问题，大致如下：

其一，系统无功补偿容量不足或者分布不合理，导致某些负荷中心地区电压水平偏低、稳定性差、线路损耗大；其二，系统调压手段缺乏或者不合理，导致系统在高峰负荷时电压偏低，低谷负荷电压偏高。所以配电网无功配置优化是主要包括两个方面，补偿位置的选取和补偿容量的确定，而负荷特性的确定是无功优化的基础。

负荷的确定

居民生活用电增速的提升和工业用电增速的减缓，造成电网峰谷差逐年增加。在负荷高峰时段，无功负荷大且功率因数低，此时高压电网电压偏低；而在负荷低谷时段，无功负荷小且功率因数大。为了达到无功平衡以及配电网运行中的无功功率得到合理控制，就要在不同的负荷水平下调整控制策略。负荷的特性变化给配电网无功优化产生了矛盾。由于负荷随机性和变化的增大，造成每一个无功配置点配制方法的复杂化。

（2）无功优化模型选取

配电网无功优化模型是一个单目标或者多目标、非线性、带约束的问题，所以优化的侧重点不同会导致模型也不同。所以从安全性的角度出发，模型的目标函数应该用系统运行状态偏离期望值之平方和最小或者最大电压稳定裕度定义，同时要考虑安全经济的因素。文献综述

（3）补偿容量的确定

 补充容量的确定需要注意两点：一，不允许轻负荷时过补偿，这样会导致无功补偿容量过大，会使功率因数超前；二，通常时候，将功率因数提高至0。95左右。

（4）补偿位置的确定

 配电网中，最理想的方法是所有负荷点都安装补偿设备，但是实际经济考虑，是不可取的，所以，无功补偿位置选取对无功优化的效果产生了很大的影响。因此，我们会通过选择不同的现代优化算法来确定补偿位置，列如遗传算法、模拟退火法、蚁群优化法等。下面章节将分别介绍这些算法的原理及其运算规则。

1。2。2无功优化原则

为了提高配电网的电压质量，降低电网的有功功率损耗，配电网的无功功率应该尽可能少，以避免长距离传输。因此，配电网应按照“局部均衡”和“分级分配补偿”原则，合理配置无功功率补偿装置，具体要求如下。